Манхэттенский проект

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Проект Манхэттен»)
Перейти к: навигация, поиск
Испытание первой атомной бомбы «Тринити» на полигоне Аламогордо, 16 июля 1945 года.

«Проект Манхэттен» (англ. Manhattan Project) — кодовое название программы США по разработке ядерного оружия, осуществление которой началось 17 сентября 1943 года. Перед этим исследования велись в «Урановом комитете» (S-1 Uranium Committee, с 1939 года). В проекте принимали участие учёные из Соединённых Штатов Америки, Великобритании, Германии и Канады.

В рамках проекта были созданы три атомные бомбы: плутониевая «Штучка» (Gadget) (взорвана при первом ядерном испытании), урановый «Малыш» (Little Boy) (сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года) и плутониевый «Толстяк» (Fat Man) (сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года).

Руководили проектом американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс.

Начало[править | править вики-текст]

В августе 1939 года физики Лео Силард и Юджин Вигнер составили так называемое письмо Эйнштейна Рузвельту, которое содержало предупреждение о возможной разработке Германией чрезвычайно мощной бомбы нового типа. В связи с этим авторы письма призывали США обеспечить накопление запасов урановой руды и финансирование исследований Энрико Ферми и других учёных в области цепных ядерных реакций. Письмо было подписано Альбертом Эйнштейном и доставлено президенту Франклину Рузвельту. Рузвельт назначил Лаймана Бриггса из Национального бюро стандартов главой Уранового комитета для исследования проблем, поднятых в письме. 21 октября 1939 года Бриггс созвал собрание, на котором присутствовали Силард, Вигнер и Эдвард Теллер. В ноябре комитет доложил Рузвельту, что использование урана позволит создать оружие, обладающее разрушительной силой, значительно превосходящей что-либо известное.

Бриггс предложил выделить 167 000 долларов на исследования урана, в особенности изотопа уран-235, и недавно открытого плутония. 28 июня 1941 года Рузвельт подписал исполнительный приказ 8807 о создании Бюро научных исследований и разработок (англ. en:Office of Scientific Research and Development) с Вэниваром Бушем в должности директора.

В июне 1939 года Отто Фриш и Рудольф Пайерлс в Бирмингемском университете (Великобритания) сделали прорывное исследование критической массы урана-235. Их расчеты показали, что она должна составлять порядка 10 килограммов.

Основные сведения[править | править вики-текст]

К секретному проекту, стартовавшему в 1939 году, были подключены многие крупные учёные, эмигрировавшие в 1933 году из Германии (Фриш, Бете, Силард, Фукс, Теллер, Блох и другие), а также Нильс Бор, вывезенный из оккупированной Германией Дании. В рамках проекта его сотрудники работали на европейском театре военных действий, проводя сбор ценной информации о немецкой ядерной программе (см. Миссия «Алсос»).

К лету 1945 года военное ведомство США сумело получить атомное оружие, действие которого было основано на использовании двух видов делящегося материала — изотопа урана-235 («урановая бомба»), либо изотопа плутония-239 («плутониевая бомба»). Главная сложность при создании взрывного устройства на основе урана-235 заключалась в обогащении урана — то есть в повышении массовой доли изотопа 235U в материале (в природном уране основным изотопом является 238U, доля изотопа 235U примерно равна 0,7 %), чтобы сделать возможной цепную атомную реакцию (в природном и низкообогащённом уране изотоп 238U препятствует развитию цепной реакции). Получение плутония-239 для плутониевого заряда не было связано напрямую со сложностями в получении урана-235, так как в этом случае используется уран-238 и специальный ядерный реактор.

Первое испытание ядерного взрывного устройства «Тринити» на основе плутония-239 (в ходе испытания тестировалась именно плутониевая бомба имплозивного типа) было проведено в штате Нью-Мексико 16 июля 1945 года (полигон Аламогордо). После этого взрыва Гровс очень показательно ответил на слова Оппенгеймера: «Война кончена», — он сказал: «Да, но после того, как мы сбросим ещё две бомбы на Японию».

В СССР разработкой ядерного оружия занимался Специальный комитет при Совете министров СССР под руководством Л. П. Берии. Первое испытание атомного оружия в Советском Союзе было осуществлено в 1949 году, спустя четыре года после первого ядерного испытания в США.

Участники[править | править вики-текст]

В июне 1944 года в Манхэттенском проекте было задействовано около 129 000 служащих, из которых 84 500 были задействованы в строительных работах, 40 500 являлись операторами и 1800 военных. Позже число военнослужащих увеличилось до 5600.

В проекте участвовали физики и другие учёные с мировым именем[1]: Рудольф Пайерлс, Отто Фриш, Эдвард Теллер, Энрико Ферми, Нильс Бор, Клаус Фукс, Лео Силард, Джон фон Нейман, Ричард Фейнман, Джозеф Ротблат, Исидор Раби, Станислав Улам, Роберт Уилсон, Виктор Вайскопф, Герберт Йорк, Кеннет Бэйнбридж, Сэмюэл Аллисон, Эдвин Макмиллан, Роберт Оппенгеймер, Джон Лоуренс, Георгий Кистяковский, Ганс Бизе, Эрнест Лоуренс, Р. Робертс, Ф. Молер, Александр Сакс, Ханс Бете, Швебер, Буш, Эккерс, Халбан, Симон, Э. Вагнер, Филипп Хауге Абельсон, Джон Кокрофт, Эрнест Уолтон, Роберт Сербер, Джон Кемени, Альберт Бартлетт.

Манхэттенский проект объединил учёных из Великобритании, Европы, Канады, США, в единый международный коллектив, решивший задачу в кратчайшие сроки. Тем не менее, Манхэттенский проект сопровождался напряжённостью в отношениях США и Великобритании. Великобритания считала себя обиженной стороной, так как США воспользовались знаниями учёных из Великобритании (комитет «Мауд Комитти»), но отказались делиться с Великобританией получаемыми результатами.

Разработка урановой бомбы[править | править вики-текст]

Бомба «Малыш» (Little Boy) была ядерным боезарядом пушечного типа. Её испытания не проводились.

Урановая руда[править | править вики-текст]

Ключевым сырьем для проекта был уран, который использовался в качестве сырья для реакторов.

Богатейшим источником урановой руды являлся рудник Шинколобве (Конго), но он был затоплен и закрыт.[2]

Природный уран на 99,3 % состоит из урана-238 и 0,7 % урана-235, но лишь последний является расщепляемым. Химически идентичный уран-235 должен быть физически отделен от более распространённого изотопа. Были рассмотрены различные методы обогащения урана, большинство из которых были проведены в Национальной лаборатории Ок-Ридж.

Применение наиболее очевидной технологии, центрифуги, провалилось, однако электромагнитное разделение, газовая диффузия и термодиффузия успешно применялись в проекте.

Разделение изотопов[править | править вики-текст]

Центрифуги
Электромагнитное разделение
Газовая диффузия

Газовая диффузия была наиболее обещающим и в то же время наиболее проблемным методом разделения изотопов. Закон Грэхема гласит, что скорость диффузии газа обратно пропорционально квадратному корню из его молекулярной массы, так что в контейнере, содержащем полупроницаемую мембрану и смесь двух газов, молекулы более легкого газа будут проходить через мембрану со скоростью, большей, чем молекулы более тяжелого.

Установка K-25 в Оук-Ридж

В ноябре 1942 года Комитет по военной политике одобрил сооружение 600-этапной установки для газовой диффузии.

Термодиффузия

Разработка плутониевой бомбы[править | править вики-текст]

Было создано два идентичных плутониевых заряда имплозивной схемы: безоболочечный «Штучка» (Gadget) (взорвана на испытании Тринити), и оформленный в корпус авиабомбы «Толстяк» (Fat Man).

Получение плутония-239 для плутониевых зарядов не было связано напрямую со сложностями в получении урана-235, так как в случае с плутонием-239 используется специальный ядерный реактор и имеющийся в большом количестве уран-238.

Первое испытание ядерного взрывного устройства «Тринити» на основе плутония-239 было проведено в штате Нью-Мексико 16 июля 1945 года (полигон Аламогордо).

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. В приведённом списке участников Манхэттенского проекта имеются неточности. Многие участники впоследствии не афишировали свою работу в проекте по этическим соображениям, возникшим после применения атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки.
  2. Судьба конголезского урана // Atomic-energy.ru